(57)【要約】【課題】本発明は、鉄分、銅および磁石成分を高精度に分離し、さらにこの破砕設備の小型化と破砕の短時間化を目的とする。【解決手段】モータのリサイクル方法であって、前記モータのモータコアの鉄芯における窒素含有量を500ppm以上とした後に、破砕して材料選別を行うことを特徴とするモータのリサイクル方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータのリサイクル方法であって、前記モータのモータコアの鉄芯における窒素含有量を500ppm以上とした後に、破砕して材料選別を行うことを特徴とするモータのリサイクル方法。
【請求項２】
前記モータコアが鉄芯および銅線からなることを特徴とする請求項1記載のモータのリサイクル方法。
【請求項３】
前記モータコアが鉄芯および永久磁石からなることを特徴とする請求項1または2記載のモータのリサイクル方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は産業および民生用途に広く用いられているモータのリサイクル方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータの解体処理方法は特許文献1や特許文献2に記載されたものが知られている。これらの技術では、貴重な永久磁石資源を鉄心と分離選別するため、永久磁石モータの永久磁石を減磁する工程を導入し、永久磁石と鉄との分離選別性を改善する手法が提案されている。
【０００３】
また、通常モータコア（特に固定子）は鉄芯と銅線から構成されており、これをそのまま鉄源として溶解して利用する場合、モーターコアの銅線が鉄分に混入することが避けられない。しかしながら、現状の技術では溶鋼中に混入する銅の除去は困難であるから、溶鋼中の銅濃度が上昇して、鉄鋼製品の品質が低下してしまう。これに対して、特許文献3では、廃車を破砕したシュレッダー鉄屑からモータコアに由来する鉄分を予め除去することにより、鉄分への銅の混入を防止している。
【特許文献１】特許第3636019号公報
【特許文献２】特開2001−346364号公報
【特許文献３】特開平8−192107号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献1や特許文献2の技術では、鉄芯を必要サイズに破砕するために、大型の破砕設備と長時間の破砕時間が必要であった。また、特許文献3の技術では、モータコア自体を分離選別してしまうために、モータコア中の鉄分および銅が有効に利用されないという問題があった。本発明は、鉄分、銅および磁石成分を高精度に分離し、さらにこの破砕設備の小型化と破砕の短時間化を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
【０００６】
（１）第一の発明は、モータのリサイクル方法であって、前記モータのモータコアの鉄芯における窒素含有量を500ppm以上とした後に、破砕して材料選別を行うことを特徴とするモータのリサイクル方法である。
【０００７】
（２）第二の発明は、前記モータコアが鉄芯および銅線からなることを特徴とする第一の発明に記載のモータのリサイクル方法である。
【０００８】
（３）第三の発明は、前記モータコアが鉄芯および永久磁石からなることを特徴とする第一の発明または第二の発明に記載のモータのリサイクル方法である。
【０００９】
これにより、破砕設備の小型化と破砕時間の短縮が図られ、リサイクル時の分離精度も向上できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、モータの鉄芯材質の窒化による脆化のため破砕設備の小型化と短時間化、さらには高精度な精製分離という有利な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明者等は、主に電磁鋼板からなる鉄芯を窒化処理することにより、窒化処理前よりも大幅に鉄芯が脆化し、極めて小さな破砕力により鉄芯が粉砕することを見出して、本発明をなしたものである。以下に図を用いて本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
図１は昨今広く用いられている永久磁石埋め込み型のモータ(永久磁石モータ)の断面図を示している。永久磁石モータは、固定子コア側が鉄芯２と銅線３から、また回転子コア側が鉄芯２と磁石１から構成されている。回転子コアは、最近の小型ニーズに伴い高速回転化の傾向にあり、回転時には遠心力に打ち勝つだけの強度が必要とされる。
【００１３】
一方、固定子コアは、ベースの鉄芯２に、トルク出力向上のために銅線３がスロット内に密に巻き込まれている。
【００１４】
このように回転子コアと固定子コアは、それぞれ磁石１と鉄芯２、銅線３と鉄芯２という異材質の組合せによる複合体となっている。これらの材質の中で磁石は、近年のモータ小型化のニーズとともに希土類を用いた強力磁石の採用が増大している。これらの希土類元素は、希少であり、リサイクルのニーズが強い。
【００１５】
一方、銅線３は、いったん鉄に固溶すると分離精製が困難であり、モータに由来する鉄の、高級鉄鋼製品へのリサイクル領域の拡大の観点からは、固溶前に鉄を破砕分離しておくことが得策と考えられている。
【００１６】
本提案に至る段階で、種々の電磁鋼板を用いた鉄芯２の破砕後粒径（2トンの力で5分間破砕）に対する種々の窒素量の影響を調査した。その結果、図2に示すように、500ppm以上の窒素含有量とすれば、どのような鋼種でも、大幅に破砕しやすくなり、破砕後の粒径が微細化することが判明した。
【００１７】
本発明の方法では、使用済みのモータを破砕前に、窒化することを特徴としている。処理としては、モータを必要に応じて、固定子コア、回転子コアの部品に分解したのち、ガス軟窒化雰囲気にて焼鈍する。これら窒化後のコアを破砕機に掛け、鉄と銅、磁石材質を分離する。
【００１８】
このとき鉄芯２部分は、既に充分脆化しており、極めて容易に破砕が可能であり、破砕片の各々に複数成分が混在することが避けられる。すなわち、鉄芯２部分が延性を有していると破砕時に鉄と銅、もしくは鉄と磁石材質が圧着してしまうため、破砕片に複数の成分が含まれてしまうが、窒化により脆化させた後に破砕すると、そのような圧着の影響が避けられるものと考えられる。
【００１９】
窒化焼鈍は、既に、表面の硬化を目的とするような自動車部品の窒化処理などにおいて設備が存在しており、それらを流用することも有効である。
【００２０】
なお、以上の説明では、窒化をガス軟窒化で行った例で説明したが、その他のプラズマ窒化、イオン窒化についても同様に実施可能である。また、以上の説明では、モータを永久磁石型のモータで構成した例で説明したが、誘導モータ、リラクタンスモータについても永久磁石の分離は必要ないものの、鉄芯２と銅線３の分離という観点で、有効であり、同様に実施可能である。
【実施例１】
【００２１】
次に、本発明の具体的実施例を説明する。
【００２２】
外径250mm、厚み200mmの永久磁石モータコアを2機準備した。この時モータコア中の永久磁石の質量分率は２．０％（残部Ｆｅ）であった。一方は、窒化処理なしに破砕し、他方は、650℃で5時間、アンモニア含有のガス軟窒化雰囲気にて窒化処理したのち破砕した。このときの窒素量含有得ようは、800ppmであった。
【００２３】
未窒化処理の場合には、1トンの破砕機にて、粒径30mmに破砕するのに30分要した。一方、窒化処理した場合には、200kgの破砕機にて、5分程度で、最終の粒径5ｍｍ程度に破砕できた。また、このような破砕により、鉄への磁石材質の混入率は、１．５％から０．１％に低減できた。
【実施例２】
【００２４】
外径150mm、厚み200mmの誘導モータコアを2機準備した。この時モータコア中の銅の質量分率は３０％（残部Ｆｅ）であった。一方は、窒化処理なしに破砕し、他方は、750℃で10時間、アンモニア含有のガス軟窒化雰囲気にて窒化処理したのち破砕した。このときの窒素含有量は、1200ppmであった。未窒化処理の場合には、1トンの破砕機にて、粒径30mmに破砕するのに30分要した。一方、窒化処理した場合には、200kgの破砕機にて、3分程度で、最終の粒径5ｍｍ程度に破砕できた。また、このような破砕により、鉄への銅の混入率は、5％から0.5％に低減できた。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明の鉄芯の脆化処理による分別処理方法は、銅、磁石以外の金属と鉄との組合せにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】永久磁石モータの断面を示す図である。
【図２】窒素量と破砕後粒径の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    磁石
２    鉄芯
３    銅線
【図１】
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【図２】
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